PENGUAT OPERASIONAL(O P E R AT I O N A L A M P L I F I E R )

E L E K T R O N I K A I

TAMPILAN FISIK OP-AMP

PENDAHULUAN

Penguat operasional (Op Amp) adalah suatu rangkaian terintegrasi yang berisi beberapa tingkat dan konfigurasi penguat diferensial.

Penguat operasional memilki dua masukan dan satu keluaran serta memiliki penguatan DC yang tinggi.

Komponen ini memiliki kelebihan yaitu selain mampu menguatakan sinyal masukan juga dapat melakukan operasi matematika. (menunjukan kenapa komponen ini disebut OP-AMP)

Antara lain: penjumlahan, pengurangan, perkalian, pembagian, integrator, differensiator, dll.

Blok diagram tipikal sebuah penguat operasional (op-amp):

Konfigurasi penguat operasional :

2-m asukan,Keluaran

diseim bangkanPenguat diferensial

2-m asukan,Keluaran tidak diseim bangkan

Penguat diferensial

Pengikut em iter

Penguat kom plem enter Keluaran

Non Inverting

Inverting

I II III VI

+

-v2

vout

v1

vd

RL

vcc

vEE

KARAKTERISTIK OP-AMP Rangkaian ekivalen op-amp :

Op-amp harus mampu merasakan adanya pengaruh dari masukan-masukan yang diberikan pada masing-masing terminal maupun (syarat op-amp bekerja dengan baik).

+

+

-

-

Ri RoVd

v1

v2

Avd

M asukan Inverting

M asukan Non Inverting

Keluaranvo

Pada sisi keluaran akan diperoleh tegangan keluaran sebesar :

KARAKTERISTIK OP-AMP (2)

¿Dimana penguatan tegangan

tegangan masukan diferensial tegangan masukan pada terminal non

inverting tegangan masukan pada terminal

inverting tegangan keluaran penguat

operasional

KARAKTERISTIK IDEAL 0P-AMP

•Penguatan rantai terbukanya (open loop) bernilai tak terhingga (

•Resistansi masukan dan keluaran masing-masing bernilai tak terhingga dan nol

•(•Memiliki lebar pita kerjanya (bandwidth) bernilai tak terhingga (

•Nilai Common Mode Ratio Rejection bernilai tak terhingga

CMRR (COMMON MODE RATIO RE JECTION )

Faktor penguatan pada komponen penguat operational merupakan faktor menentukan kualitas kerja sebuah op-amp yang dinyatakan oleh parameter CMRR.

Penguatan yang baik harus mempunyai nilai CMRR yang besar. Jadi CMRR diperoleh dari nilai hasil perbandingan antara penguatan diferensial terhadap penguatan mode bersama yang secara matematis dinyatakan sebesar:

dalam logaritmik :

𝐶𝑀𝑅𝑅=𝐴𝑑

𝐴𝑐

𝐶𝑀𝑅𝑅=20 𝑙𝑜𝑔 10𝐴𝑑

𝐴𝑐

ANALISIS UMPAN BALIK OP-AMP

Lahirnya konsep umpan balik (feedback) pada op-amp disebabkan tidak stabilnya dan sulit untuk mengatur penguatan penguat operasional yang dihasilkan.

Tujuan: agar mampu mengendalikan penguatan dan mendapatkan nilai kestabilan sistem sehingga cukup mendukung bagi penerapan bagi rangkaian-rangkaian linier.

Jenis umpan balik op-amp: 1. open loop amplifier2. close loop amplifier

Umpan Balik Tegangan-Seri

blok diagram konfigurasi umpan balik tegangan seri dapat dilihat pada aplikasi rangkaian penguat tidak pembalik fase (non inverting amplifier) Nilai penguatan yang dihasilkan rangkaian ini dinyatakan sebesar:

𝐴 𝑓=𝑉 𝑜𝑢𝑡

𝑉 𝑖𝑛

=1+𝑅 𝑓

𝑅𝑖

=𝐴

1+ 𝐴𝛽

Faktor umpan balik-nya pada rangkaian ini dinyatakan sebesar:

𝛽=𝑉 𝑓

𝑉 𝑜𝑢𝑡

=𝑅 𝑖

𝑅 𝑖+𝑅 𝑓

+

-v2

vout

v1

vd

RL

vcc

vEE

Vin

Rf

Rivf vout

RangkaianUm pan balik

Sehingga lebar pita rangkaian umpan balik ini diperoleh sebesar :

¿

Contoh 1 Sebuah rangkaian non inverting yang tersusun oleh penguat operasional tipe 741 seperti pada gambar 5.6 diketahui memiliki parameter rangkaian: Ri=1Ω, Rf=10kΩ, A=200000, Rin= 2 MΩ, Ro=75Ω dan . Tentukan:

a. Penguatan umpan balikb. Lebar pita frekuensi rangkaian op-amp

• Cari terlebih dahulu faktor umpan baliknya sebesar,

• Sehingga diperoleh penguatan sebesar :

• Lebar pita rangkaian dinyatakan sebesar :

Umpan Balik Tegangan Paralel

Blok diagram konfigurasi umpan balik tegangan paralel dapat dilihat pada rangkaian penguat pembalik fase (inverting amplifier)

Nilai penguatan yang dihasilkan rangkaian ini dinyatakan sebesar:

𝐴 𝑓=𝑣𝑜𝑢𝑡𝑣 𝑖𝑛

=−𝑅 𝑓

𝑅𝑖

=− 𝐴𝐾1+ 𝐴𝛽

Lebar pita umpan balik-nya pada rangkaian ini dinyatakan sebesar:

¿

+

-v2

vout

v1

RL

vcc

vEE

Vin

Rf

RiIin

If

IB

IB1

Contoh 2 (tugas)

Sebuah rangkaian penguat inverting seperti yang ditunjukan gambar di atas memiliki dan . Tentukan:• penguatan umpan baliknya• resistansi masukan• resistansi keluaran• lebar pita

terima kasih…..